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YW2000智能電力監測儀

一.概述
  YW2000智能電力監測儀(以下簡稱:YW2000)是一種具有可編程功能、自動化測量、LCD顯示、電能累加、實時時鐘、智能分析、最(大、小)值記憶、數字通訊等功能為一體的智能三相綜合電力參數監測儀表。它將三相交流電量按線性關系轉換為規格化的數字量。它集數字化、智能化、網絡化于一身,使測量過程及數據分析處理實現自動化,減少人為失誤,能夠全面替代電量變送器、電度表、數顯儀表、數據采集器、記錄分析儀等儀器,是組成電氣自動化系統的理想產品。其結構緊湊、電路先進、測量功能強大,是對傳統儀表的革命性設計。YW2000可廣泛應用于電力、郵電、石油、煤炭、冶金、鐵道、市政、智能大廈等行業、部門的電氣裝置、自動控制以及調度系統。
二.功能
 1、測量功能多
  YW2000功能強大,它集合了電量變送器、數字式電度表、數顯表、數據采集器、記錄分析儀、RTU等儀器的部分或全部功能。測量功能包括:一條三相四線制回路或其它任何線制的全部相電壓/線電壓(V)、電流(I)、功率(P、Q、S)、電能(Wh、Qh)、功率因數(PF),頻率(F)及零序電流(I0)的功能。
 2、中、英文顯示
  YW2000采用LCD大屏幕液晶顯示,中、英文兩套界面可轉換,非常適合中國國情。顯示器采用人的眼睛感覺比較自然、舒適的黃綠色背光。同時可顯示多達4個參數,并能通過手動或自動設定,按順序讀出超過30個參數。
 3、標準規約、輕松組網
  YW2000為了滿足未來測量儀表的環境,備有RS-485串行口(或RS-232),允許連接開放式結構的局域網絡。應用Modbus 通訊規約,在PC或數據采集系統上運行的軟件,能提供一個對于工廠、電廠、工業和建筑物的服務的簡單、實用的電量管理方案。
 4、自動穩零
  具有自動校準零點,克服零點隨時間和溫度的漂移。實現所有參數的零點免調,提高了儀表的整體測量精度,提高了系統的整體穩定性,簡化了校準流程。
 5、極寬的動態輸入范圍
  YW2000采用量程自動切換技術,提供5~120V/600V的電壓輸入量程,0~1A/5A電流輸入量程,能自動適用于各種測量系統,無需任何硬件和軟件的調整。
 6、內部實時時鐘(RTC)
  YW2000提供內部的RTC(實時時鐘),精確記錄系統時間。
 7、可編程狀態設定
  YW2000允許用戶對其工作狀態“測量系統選擇”、“CT、PT變比”、“顯示內容”、“最大電能需量”、“通訊”、“時鐘”、“電能累加復位”等進行更改設定。
 8、記憶
  YW2000在電源掉電時,能夠記憶所有的當前工作狀態或設定值、電能累加數值、最大需量值、時間、PT變比、CT變比。
 9、多種接線方式
  適用于多種接線方式:三相四線、三相四線平衡負載、三相三線、三相三線平衡負載、一相二線和一相三線。
 10、數字化整定
  所有參數均采用數字化校準,摒棄了常規采用電位器的模擬調整方法,簡化了硬件電路,提高了整機的可靠性和穩定性,每個測量參數都可以調整,且不會對其它參數造成影響。
 11、故障自動診斷
  具有故障自動診斷功能,并將結果顯示在屏幕上或通過串行口輸出。
 12、抗電磁干擾能力強
  完善的電磁兼容性設計,具有極強的抗電磁干擾能力,適合在強電磁干擾的復雜環境中使用。
13、安裝方便
  YW2000強大的功能使系統現場安裝、布線的復雜程度和材料的綜合成本降低了。外形采用與世界范圍內被廣泛使用的DIN標準(它符合DIN92×92㎜開孔),具有良好的互換性。
三.特點
 1、中、英文兩種文字顯示。
 2、應用自動穩零技術,抑制零點漂移。
 3、數字化整定,借助上位軟件,實現計算機輔助調試。
 4、抗電磁干擾能力強,即使在非常嚴酷的場合也能正常運行。
 5、所有運行參數及電能累加值可掉電保存100年不變。
四.外形尺寸


五.主要技術指標
 1、準確度、顯示位數及模式
參數 位數 顯示最大數值及單位 各相顯示符號 準確度
1相 2相 3相 合相
相電壓 5 99999 V/kV V1 V2 V3 Ve0

0.2%RD(0~350V)

0.5%RD(0~150V)
線電壓 5 99999 V/kV V12 V23 V31 Ve 1.0%RG(0~600V)
1.0%RG(0~260V)
電流 5 99999 A/kA I I2 I3 Ie 0.2%RD(0~5A)
0.5%RD(0~1A)
有功功率 5

99999

W/kW/MW/GW P1 P2 P3 P 0.5%RD
無功功率 5 99999 var/kvar/Mvar/Gvar Q1 Q2 Q3 Q 0.5%RD
視在功率 5 99999 VA/kVA/MVA/GVA S1 S2 S3 S 0.5%RD
功率因數 5 1.0000   PF1 PF2 PF3 PF 0.5%RG
有功電能 8 99999999 Wh/kWh/MWh       Wh 1.0%RD
無功電能 8 99999999 varh/kvarh/Mvarh       Qh 1.0%RD
零序電流 5 99999 A/kA       I0 5%RG
頻率 5 70.000 Hz Hz 0.1%RG
注:  
V1/V2/V3/Ve0:相電壓 V12/V23/V31/Ve:線電壓
PF1/PF2/PF3:單相功率因數 PF:總功率因素
I0:零序電流(僅三相四線系統)  
電能準確度范圍 功率因數 COSФ 0.5~1.0(有功電能)
SINФ 0.5~1.0(無功電能)
電壓 >50V
電流 >0.5A
  • RD 讀值,相對誤差
RG 范圍,滿度誤差(對每一段自動量程范圍)

 2、輸入
  量程
電壓: 5~120V/600V(最大600V)    自動量程切換
電流: 0~1A/5A(最大6A)          自動量程切換
  吸收功耗
電壓: <0.2VA(600V)/0.01VA(150V)
電流: <0.1VA(5A)
  過載能力
電壓: 750V連續/1000V 10秒/1200V 3秒
電流: 2倍額定連續/10倍額定30秒 /25倍額定2秒 /50倍額定1秒
  測量系統接線方式
   三相四線/三相三線/一相二線或一相三線/三相三線平衡/三相四線平衡,可通過鍵盤及串行口用軟件設定選擇。
  可編程設定
編程模式: (口令)
測量系統選擇: 三相四線/三相三線/一相二線/一相三線/三相三線平衡/三相四線平衡
CT,PT變比: 1~64000
顯示內容: 換頁時間/畫面選擇
最大電能需量: 取樣時間:3~30分鐘
滑窗時間:15/30分鐘
最大電能需量復位
通訊: 波特率:1200/2400/4800/9600
校驗位:奇/偶/無校驗位
地  址:0~255
時鐘: 年、月、日、時、分、秒、星期
電能累加復位: (口令)
校準: (口令)
  時鐘
時間格式: 年/月/日/時/分/秒
時鐘誤差: 0.5秒/24小時
  通訊
串行口: RS485(標準)/RS232(可選)
通訊規約: MODBUS
  絕緣強度
對象: 在輸入/輸出/電源之間
引用標準: IEC688-1992
試驗方法: AC2kV 1分鐘 漏電流2mA
  電磁兼容
   1.2/50-8/20us浪涌:電源:4kV(1.2×50μs)  I/O線:2kV
   快速瞬變脈沖串:電源:4kV,2.5kHz  I/O線:2kV, 5kHz
   靜電放電:接觸放電:6kV  氣隙放電:8kV
   射頻電磁場:10V/m中等強度的電磁輻射(如距離不少于1米的手提對講機)
  穩定性
溫度范圍:-10~+50℃
溫度影響:100ppm/℃
長期穩定性:<0.2%/年
  工作條件
溫度:-10~+50℃
濕度:20~95%   無凝露
  儲藏條件
溫度:-25~+75℃
濕度:20~95%   無凝露
  工作電源
電源電壓: AC 85~265V 40~70Hz,DC 85~330V(標準)
AC 30~60V? 40~70Hz,DC 18~90V(可選)
整機功耗:<4W(節能方式:<3W)
  重量
凈重:700g
毛重:750g
  外形尺寸
外形尺寸:120mm(長)×120mm(寬)×130mm(深)
安裝開孔尺寸:92mm×92mm
  端子定義

六.工作原理
  1、工作原理:YW2000由測量、顯示、控制、接口和電源等部分組成。
測量部分由精密小型互感器(輸入:0~600V、0~5A)及前置信號處理電路構成,從中獲取電壓、電流、頻率、相位等多種實時數據;顯示部分采用高品質的液晶(LCD)顯示模塊,每屏可以顯示8×4個漢字(16×16)或128×64個像素的圖形;控制部分以PIC16C系列單片機為核心,配以多路A/D,實時時鐘,以及容錯電路等外圍芯片;接口部分采用半雙工的RS485接口,用于向上位機實時傳遞測量數據、可編程參數、最大(小)值及其時間標簽。電源部分采用高頻開關電源,使得儀器更加節能,更能適應各種不同的電源電壓環境。
軟件主要實現測量數據計算、內部參數計算、電能累加、最大(小)值及其產生時間的記錄、各部分的管理、異常情況的判斷處理、人機界面等功能。由于軟件量較大、功能復雜,因此程序采用了先進的編程理念:功能模塊化,結構格式化,任務簡單化,時間多元化。具有多種優點:程序維護簡單,流程清晰明了,事件并行處理,響應快速有效。
為了提高系統的可靠性、穩定性,內部裝有高穩定度基準源,溫度監測及采用軟硬件冗余等容錯技術;為了提高整機的抗干擾能力,采取了多項電磁兼容保護措施,確保在惡劣的工作環境下也能安全工作。
   2、硬件框圖

  3、軟件框圖:

     4、測量參數表示方法及計算公式:
   電壓

相電壓

V1  V2  V3

Vn=[(∑Ui2)/n]1/2

線電壓

V12 V23 V31

Vn=[(∑(Ui+Ui’)2)/n]1/2

平均相電壓

Ve0

Ve0= (V1+V2+V3)/3

平均線電壓

Ve

Ve= (V12+V23+V31)/3


   電流

相電流

I1  I2  I3

In=[(∑Ii2)/n]1/2

平均相電流

Ie

Ie= (I1+I2+I3)/3


   零序電流

零序電流

I0

I0=[(∑(I1i+I2i+I3i)2)/n]1/2


   有功功率

單相有功

P1  P2  P3

Pn=∑(Ui×Ii)

總有功功率

P

P= P1+P2+P3


   無功功率

單相無功

Q1  Q2  Q3

Qn=∑(Ui×Ii-π/4)

總無功功率

Q

Q=Q1+Q2+Q3


   視在功率

單相視在

S1  S2  S3

Sn=(Pn2+Qn2)1/2

總有功功率

S

S=(P2+Q2)1/2


   功率因數

相功率因數

PF1 PF2 PF3

PFn = Pn/Sn

PF的符號
=P×Q的符號

總功率因數

PF

PF = P/S


   電能

有功電能

+Wh  -Wh

Wh=∑(P×t)

t≤1mS

無功電能

+Qh  -Qh

Qh=∑(Q×t)


   頻率

頻率

F

F=1/T

分辨率為0.25μs

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